一种基于业务编排器的城域网网络架构

摘要

本发明公开了一种基于业务编排器的城域网网络架构，包括应用端,业务编排器以及SDN控制器,所述业务编排器通过北向接口对接应用端，通过Rest南向接口对接SDN控制器，所述SDN控制器接入到城域网中，其中:所述应用端用于发起业务请求；所述业务编排器用于对所有城域网的网络业务进行统一的编排、配置和下发；所述SDN控制器用于对业务请求进行处理；所述应用端至少包括Web UI端，服务开通系统端。本发明方法可以基于用户需求进行灵活的，定制编程；可以基于整网的流量进行调度和调整；打破传统网络设备封闭的管理控制方式，快速的部署构建整个网络。

说明书

技术领域

本发明涉及互联网领域，具体涉及一种基于业务编排器的城域网网络架构。

背景技术

随着网络固移融合，政企业务的迅猛发展，城域网承载的业务种类越来越丰富。随着网络规模的增长，网元的数量也增长迅速，而不同厂家设备的配置指令、风格存在不同，在现有的网络构架中网元与不同厂家设备进行适配的过程中，依靠现有逐个网元配置的模式，配置工作量大，配置时间长，配置层级多，配置准确率不高，业务响应速度慢。

现有的城域网网络框架中对于网络的监控是基于整体业务流量层面，基于不同业务流的状态收集、感知以及在此基础上的针对细分业务流的自动路由调优、保护等能力尚不具备，需要手工干预，逐个网元配置，响应时间慢，不能基于网络中发生的异常情况自动、迅速的采取相应的动作以保障业务安全和用户体验。

随着云计算、移动互联网等应用模式的发展和流量模型的改变，很多时候需要网络能主动“适应”业务流量，做到应用随需而变，但是由于目前的网络在管理上主要是面向设备而非业务的管理，视角上更多的是基于节点而非全局的视角，因此，产生了很多无法解决的问题：

（1）业务部署慢，上线周期长：设备分散，业务开通时需要逐台部署，手工配置，部署工作量很大；业务众多，配置复杂，手工配置容易出错，开通周期长。

（2）流量调度难，缺乏灵活性：

由于缺乏整网视角，设备各自基于路由进行选路，选出来的是最短路径而非最优路径，带宽利用率低；无法根据网络状况变化自动、快速的调整业务流路由，用户体验无法得到保障。传统的策略路由和流量工程，局限性大，配置复杂，无法动态适应网络状态和应用需求的变化。

（3）网络维护人员的运维体验差：网络管理手段有限，手工为主，对网络维护人员的技能要求较高。流量和业务无可视化呈现，造成故障无法快速识别和定位，运维难度大。

（4）网络开放能力弱，无法适应业务对网络的要求：

设备复杂，网络封闭，可编程能力弱，无法满足业务快速部署和灵活定制需求。随着网络越来越复杂，城域网业务应用场景也逐步从传统的提供固定网络业务变为灵活的多样性业务。

综上所述，现有的网络架构已经不能满足网络复杂化，业务灵活化的要求，需要对现有的网络架构进行进一步地改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种应用于城域网中可以进行网络统一管理和数据配置，适用于多样性网络业务的基于业务编排器的城域网网络架构。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：一种基于业务编排器的城域网网络架构，包括应用端,业务编排器以及SDN控制器, 所述业务编排器通过北向接口对接应用端，通过Rest南向接口对接SDN控制器，所述SDN控制器接入到城域网中，其中:

所述应用端用于发起业务请求；

所述业务编排器用于对所有城域网的网络业务进行统一的编排、配置和下发；

所述SDN控制器用于对业务请求进行处理；

所述应用端至少包括Web UI端、服务开通系统端；

所述业务编排器包括资源管理模块，业务编排模块和服务管理模块，其中：

所述资源管理模块用于所述提供业务和网络资源管理服务，为业务设计与业务发放准备资源；

所述业务编排模块基于用户提交的业务请求设计业务模板，编排出业务的网络实现并执行业务发放的功能，对业务的全生命周期进行管理；

所述服务管理模块用于提供对自身软件的管理功能；

网络用户通过所述应用端提交任意一个网络业务请求，并将所述业务请求发送到业务编排器中，所述业务编排器接收到业务请求后首先源管理模块的准备资源然后通过业务编排模块对业务请求进行设计业务模板，编排出业务的网络实现并下发到所述SDN控制器；所述SDN控制器根据业务模板生成设备配置数据；所述SDN控制器通过NetConf协议或CLI指令将所述设备配置数据传送到城域网设备上，所述设备对设备配置数据进行处理，并将处理的信息反馈到所述业务编排器中并发送到应用端进行显示。

优选地，所述业务编排器对城域网固网及移网流量综合承载场景下的不同业务流进行不同优先级标记，保障移网业务高优先级，操作步骤包括：

第一步：编排器根据业务需求定义QOS队列流量策略、标记和队列映射关系并下发给控制器；

第二步：控制器为业务流途经设备下发全局QOS配置；

第三部：控制器为不同流量（固网、移网）接入端口下发不同DSCP标记，并会在出端口映射到特定QOS队列上，使业务流获得特定的QOS服务保障。

优选地，所述北向接口包括分别与Web UI端，服务开通系统端一一对接的Web UI接口，服开开通接口，所述东西向接口包括分别与资源管理端，综合网管端一一对接的资源管理接口，网管接口，其中：

所述Web UI接口：用于提供API开放、自服务界面、实现网络资源的查看、业务运行状态监控、性能监控和自服务功能；

所述服务开通接口：用于接收业务开通、变更和删除指令；

资源管理接口：用于获取业务开通所需的资源数据，包括IP地址，VPN，VLAN，AS，码号资源和云资源；

网管接口：用于获取网络拓扑、网元状态信息，实现网络资源信息的收集和呈现。

优选地，所述SDN控制器包括华为控制器，中兴控制器，贝尔控制器和思科控制器。

优选地，所述资源管理模块包括业务资源子模块，网络资源子模块，拓扑管理子模块，数据采集子模块，数据分析模子块和事件监控子模块，其中：

所述业务资源子模块：包括业务资源查询和管理，用于支持和资源管理系统对接；

网络资源子模块：包括网络节点管理，设备配置管理，中继链路配置管理，用户电路配置管理和网络拓扑图管理；

拓扑管理子模块：用于将所管理的网元之间的逻辑关系、网元的运行状态、链路资源使用情况信息以图形或列表的方式概括呈现，并提供进一步访问网元信息的应用链接；

数据采集子模块：用于接受SDN控制器上报的数据并存储到数据库；

数据分析子模块：利用分布式数据库，或者分布式计算集群来对存储于其内的海量数据进行普通的分析和分类汇总；

事件监控子模块：用于处理运行中出现的与业务提供、操作管理、运行维护相关的异常事件以及故障的检测和诊断。

优选地，所述业务编排模块至少包括模型管理子模块、业务设计子模块、业务创建子模块、业务下发子模块、业务变更子模块、业务删除子模块、策略管理子模块以及事务管理子模块。

优选地，所述模型管理子模块：用于定义最小颗粒度的业务，输出业务模型，并对输出的业务模型进行管理；

所述业务设计子模块：用于对所述业务模型进行编排组合，形成业务产品；

所述业务创建子模块：用于根据业务涉及的产品，配置相关参数，创建业务实例并下发执行；

所述业务变更子模块：用于对已部署的业务实例中的参数修改并下发执行；

所述业务删除子模块：用于删除已部署的实例；

所述策略管理子模块：用于根据感知的网络运行状态，触发业务下发、业务变更、以及业务删除操作。

事务管理子模块：对业务下发、变更、删除操作的过程进行管理，协同各网元操作的一致性、完整性。

优选地，服务管理模块包括认证管理子模块，权限管理子模块，日志管理子模块，数据管理子模块和流程管理子模块。

优选地，所述认证管理子模块用于提供统一的安全和审计机制，保证整个管理系统的可靠运行；

所述权限管理子模块，用于分权分域管理将角色管理和设备的分组管理形成二维的组合管理，这些资源与操作权限的组合，形成二维的分权分域模型，形成新的权限集合，以便分配给系统管理用户，达到控制系统管理用户权限的目的；所述日志管理模块用于记录系统的安全日志，操作日志以及系统运行日志等内容，提供管理员系统维护以及审计的基础，确保系统出现故障和问题后能迅速定位，日志管理同时提供对系统日志和操作日志的记录、查询、删除功能；所述数据管理模块用于提供数据库备份、恢复功能；所述流程管理模块用于对业务执行的全流程进行管理。

本发明的有益效果：本发明的网络架构可以基于用户需求进行灵活的定制编程；可以基于整网的流量进行调度和调整；打破传统网络设备封闭的管理控制方式，快速的部署构建整个网络；支持开放的接口，通过开放接口，开发一些丰富的运维应用和业务产品，简化系统的运维和部署；实时监控资源变化，做到整个网络可视化，方便运维管理。

附图说明

图1为本发明一种基于业务编排器的城域网网络架构的整体结构框架图；

图2为本发明一种基于业务编排器的城域网网络架构的细化的整体结构框架图；

图3为本发明种业务编排器的整体结构框架图；

图4为本发明业务编排器业务层中业务处理过程的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图4所示，一种基于业务编排器的城域网网络架构，包括应用端,业务编排器以及SDN控制器, 所述业务编排器通过北向接口（Northbound Interface提供给其他厂家或运营商进行接入和管理的接口，即向上提供的接口）对接应用端，通过Rest南向接口（南向接口，管理其他厂家网管或设备的接口，即向下提供的接口）对接SDN（SoftwareDefined Network 软件定义网络，是Emulex网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能）控制器，所述SDN控制器接入到城域网中，其中：

所述应用端用于发起业务请求；

所述业务编排器用于对所有城域网的网络业务进行统一编排、配置和下发；

所述SDN控制器用于对业务请求进行处理；

所述应用端至少包括Web UI端和服务开通系统端；

所述业务编排器包括资源管理模块，业务编排模块和服务管理模块，其中：

所述资源管理模块用于所述提供业务和网络资源管理服务，为业务设计与业务发放准备资源；

所述业务编排模块基于用户输入的业务请求设计业务模板，编排出业务的网络实现并执行业务发放的功能，对业务的全生命周期进行管理；

所述服务管理模块用于提供对自身软件的管理功能；

网络用户通过所述应用端提交任意一个网络业务请求，并将所述业务请求发送到业务编排器中，所述业务编排器接收到业务请求后首先通过资源管理模块准备资源然后通过业务编排模块对业务请求进行设计业务模板，编排出业务的网络实现并下发到所述SDN控制器；所述SDN控制器根据业务模板生成设备配置数据；所述SDN控制器通过NetConf协议（Software Defined Network，软件定义网络是Emulex网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能）将所述设备配置数据传送到城域网的设备上，所述城域网设备对设备配置数据进行处理，并将处理的信息反馈到所述业务编排器中，最后在应用端进行显示。

在本发明网络框架中，业务编排器是整个网络架构的核心部分，业务请求都在业务编排器中进行统一的编排，然后进行配置，再下发到SDN控制器以及城域网中进行处理，并将处理的信息统一经过业务编排器进行反馈，最后在所述应用端进行显示。

传统的网络管理过程中，采用CLI（CLI ，command-line interface，是一种用户界面，不支持鼠标，用户通过键盘输入指令，计算机接收到指令后，予以执行）命令行的方式进行业务配置下发，存在设备类型多、命令数量多、配置复杂等一系列问题，另外基于每个厂家每种设备类型的配置定义模版，其创建，删除，修改的过程中容易出错。而通过本发明的NETCONF协议用户可以使用这套机制增加、修改、删除网络设备的配置，获取网络设备的配置和状态信息。

本发明中业务编排器调用网络设备控制器的API接口完成业务统一配置下发，实现各厂家设备的业务管理和数据配置，业务编排器对不同厂家控制器的API接口进行个性化适配，屏蔽异构厂商细节，可编程的方式实现网络配置的自动化，从而简化和加快网络设备和服务的部署。统一配置下发适用经常重复调用的配置需求场景。

以下以一个实例来说明下本发明框架中业务请求的过程：

用户客户端发送一个开通100M带宽的互联网专线的业务请求，这个业务请求通过北向接口送到业务编排器，业务编排器接收到这个业务请求后，通过业务创建模块，对100M的互联网专线业务产品指定对应城域网设备，申请配置资源（比如端口、IP地址等），配置设备参数和业务参数，组装REST API接口指令并通过南向接口下发给指定设备执行。下发执行过程中，事务管理模块对业务创建操作的执行过程进行管理，保障网络配置的一致性、完整性。如指定的所有设备完成配置并反馈正常的结果，业务编排器将向客户端反馈业务开通成功；如指定的一台或多台设备未完成配置并反馈异常的结果，业务编排器将对所有设备执行回滚操作，并向客户端反馈业务未成功开通，后续将由维护人员跟进调查配置失败的原因并解决问题。

另外，随着移固融合城域网的引入，控制面和转发面存在大量信令交互，同时随着移动宽带网VoLTE、游戏加速等高QOS（Quality of Service，服务质量，指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力, 是网络的一种安全机制，用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术）级别业务的开展，对关键业务流可靠传送也提出了更高要求；需要在综合承载网关MSG及路由器上进行QOS配置，本发明的网络框架中对移动数据业务和固定宽带业务进行不同优先级标记，保障移网业务高优先级，对移网业务进行端到端质量保障，具体操作步骤如下：

第一步：编排器根据业务需求定义QOS队列流量策略、标记和队列映射关系并下发给控制器；

第二步：控制器为业务流途经设备下发全局QOS配置；

第三步：控制器为不同流量（固网、移网）入端口下发不同DSCP（DifferentiatedServices Code Poin，差分服务代码点，IETF于1998年12月发布了Diff-Serv：Differentiated Service 的QoS分类标准，它在每个数据包IP头部的服务类别TOS标识字节中，利用已使用的6比特和未使用的2比特，通过编码值来区分优先级）标记，并会在出端口映射到特定QOS队列上，使业务流获得特定的QOS服务保障。

具体地，所述应用端包括Web UI端，服务开通系统端。对应地，所述北向接口包括分别与Web UI端，服务开通系统端一一对接的Web UI接口，服开系接口，所述东西向接口（东西向接口就是平级的接口，位于同一层）包括分别与资源管理端，综合网管端一一对接的资源管理接口，网管接口，其中：

所述Web UI接口：用于提供API开放、自服务界面、实现网络资源的查看、业务运行状态监控、性能监控和自服务功能；

所述服务开通接口：用于接收业务开通、变更和删除指令；

资源管理接口：用于获取业务开通所需的资源数据，包括IP地址，VPN，VLAN，AS，码号资源和云资源；

网管接口：用于获取网络拓扑、网元状态信息，实现网络资源信息的收集和呈现。

所述SDN控制器包括华为控制器，中兴控制器，贝尔控制器和思科控制器。

所述业务编排器包括资源管理模块，业务编排模块和服务管理模块，其中：

所述资源管理模块用于所述提供业务和网络资源管理服务，为业务设计与业务发放准备资源；所述业务编排模块基于用户输入的业务请求设计业务模板，编排出业务的网络实现并执行业务发放的功能，对业务的全生命周期进行管理； 所述服务管理模块用于提供对自身软件的管理功能。

具体地，所述资源管理模块包括业务资源子模块，网络资源子模块，拓扑管理子模块，数据采集子模块，数据分析模子块和事件监控子模块，其中：

所述业务资源子模块：包括业务资源查询和管理，用于支持和资源管理系统对接；

网络资源子模块：包括网络节点管理，设备配置管理，中继链路配置管理，用户电路配置管理和网络拓扑图管理；

拓扑管理子模块：用于将所管理的网元之间的逻辑关系、网元的运行状态、链路资源使用情况信息以图形或列表的方式概括呈现，并提供进一步访问网元信息的应用链接；

数据采集子模块：用于接受SDN控制器上报的数据并存储到数据库；

数据分析子模块：利用分布式数据库，或者分布式计算集群来对存储于其内的海量数据进行普通的分析和分类汇总；

事件监控子模块：用于处理运行中出现的与业务提供、操作管理、运行维护相关的异常事件以及故障的检测和诊断。

业务编排模块至少包括模型管理子模块、业务设计子模块、业务创建子模块、业务下发子模块、业务变更子模块、业务删除子模块、策略管理子模块以及事务管理子模块。

所述模型管理子模块：用于定义最小颗粒度的业务（最小颗粒度的业务是指基础的不可再拆分的业务），输出业务模型，并对输出的业务模型进行管理；

所述业务设计子模块：用于对所述业务模型进行编排组合，形成业务产品；

所述业务创建子模块：用于根据业务涉及的产品，配置相关参数，创建业务实例并下发执行；

所述业务变更子模块：用于对已部署的业务实例中的参数修改并下发执行；

所述业务删除子模块：用于删除已部署的实例并下发执行；

所述策略管理子模块：用于根据感知的网络运行状态，触发业务创建、业务变更、以及业务删除操作。

事务管理子模块：对业务下发、变更、删除操作的过程进行管理，协同各网元操作的一致性、完整性。

总体来说业务编排模块中业务流程是：以业务设计、业务创建、业务变更、业务删除全生命周期管理为主线，与资源管理、设备管理、模型管理、策略管理、事务管理等主要模块进行协作。模型管理模块与业务设计进行交互；资源管理、设备管理、策略管理、事务管理模块与业务创建、业务变更、业务删除模块分别进行信息交互。

服务管理模块包括认证管理子模块，权限管理子模块，日志管理子模块，数据管理子模块和流程管理子模块。

所述认证管理子模块用于提供统一的安全和审计机制，保证整个管理系统的可靠运行；

所述权限管理子模块，用于分权分域管理将角色管理和设备的分组管理形成二维的组合管理，这些资源与操作权限的组合，形成二维的分权分域模型，形成新的权限集合，以便分配给系统管理用户，达到控制系统管理用户权限的目的；所述日志管理子模块用于记录系统的安全日志，操作日志以及系统运行日志等内容，提供管理员系统维护以及审计的基础，确保系统出现故障和问题后能迅速定位，日志管理同时提供对系统日志和操作日志的记录、查询、删除功能；所述数据管理子模块用于提供数据库备份、恢复功能；所述流程管理子模块用于对业务执行的全流程进行管理。

通过本发明的业务编排器未来还可以用于以下技术发展：

通过编排器与SDN网络协同，实时采集城域网链路和流量信息，对流量进行可视化分析（拓扑结构、链路状态、链路质量及流量路径等信息）。根据全网的拓扑、带宽、流量、链路质量等信息，分析计算最优业务路径，将优化的业务路径下发给路由器，从而调整业务转发路径，达到调优目的。

根据链路状况（带宽、使用率、可靠性、成本等）做细颗粒度的动态调节，实现网络流量智能管理，实时调度不同优先级业务流量的路径，避免局部拥塞，提高全网网络质量和网络利用率。

1）灵活的流量调度策略：支持根据“带宽、网络全局负载均衡、用户业务QoS优先级、时延和运维自定义等维度”实现不同的流量调度策略；

2）自适应的流量调度算法：根据网络实时状况的变化和历史数据，自动规划流量的最优路径。

随着近些年数据中心、云计算、移动互联网的快速发展，用户除了基本上网需求外，对业务的丰富性和体验感要求越来越高，由于各设备系统封闭，缺乏标准的开放接口和自动化的部署工具，因此，每开通一个新业务，要求各设备之间配合设计、开发和调试，涉及到各个部门、不同厂商的协调，而且硬件设备需要挨个站点安装、升级和调试，整个周期很长；

传统的业务模式已经不能快速响应用户的定制化需求，需通过对资源、功能以及服务进行重构编排。将基础网络能力进行抽象，并通过标准接口对内、对外实现网络能力开放，实现网络服务的产品化，支撑产业链协同创新。

进行新产品开发，不仅基于网络能力的编排协同，还可以与云管理平台联动，实现云网协同产品的开发。

1）按需定制开发

与业务部门充分沟通交流业务需求，定制开发，保证业务需求准确转化。

2）快速开发

自主研发开发团队，采用迭代开发模式，缩短新产品交付周期。

3）深度开发

深度理解掌握网络设备的功能特性及API接口，提高定制开发效率；充分利用网络设备的功能特性，构建按需随选的解决方案；可靠的产品研发后台支持，确保产品问题、软件问题快速解决。

本发明方法定位于城域网范围内的业务编排和网络协同，具体描述如下：

（1）业务编排：实现城域业务灵活编排，对城域网各种网络资源以及网络能力的抽象和封装，灵活组合，为业务的开发提供标准的API接口，开放网络能力，支持定制化开发。

（2）网络协同：基于业务、网络的变化自动调优网络，实现预定的业务和网络策略，保障各网元协同工作，屏蔽底层设备差异，提供自动化、智能化运维手段。

技术架构方面，编排器具有模型驱动（设计、运行分离）、跨域编排、闭环控制、微服务架构、多厂家对接五大特征：

模型驱动：采用设计与运行分离架构，设计态完成离线设计与验证测试，运行态进行自动部署与管理。设计态完成资源导入、业务模板设计、资源与业务模板的测试与认证、业务模板存储与分发；运行态基于业务模板进行分解执行资源实例化从而实现业务自动部署与生命周期管理。

跨域编排：编排器面向SDN网络，实现“端到端”、跨域的业务编排和协同，根据业务模板下发并协调SDN编排任务；SDN-C负责SDN编排实现。

闭环控制：构建基于采集、分析、策略的控制闭环，实现运维管理自动化、数据采集分析模块负责数据采集分析，策略管理模块进行事件匹配与策略触发，业务下发模块负责策略执行。

微服务架构：采用full mesh的微服务架构，实现公用服务组件，提供服务注册发现、认证框架等公用服务保持服务模块相对独立的同时，实现功能模块的灵活组合避免重复开发。

多厂家对接：支持灵活适配，通过Rest API接口对接不同厂家的SDN控制器，实现异厂家快速对接。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。